Aktuelle Trends von IT/TK und LST in Eisenbahnprojekten Digitale LST, NeuPro, KISA, bbIP DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
Das sind wirwir Das sind
DB Engineering & Consulting
1
Mehr
Mehr Flexibilität durch
Mehr gebündelte
Komplettlösungen
Leistungsfähigkeit
weniger Schnittstellen
Kompetenz
aus einer Hand
DB Engineering & Consulting
DB Engineering&Consulting GmbH Regionen und Standorte weltweit 6 Auslandsregionen mit Standorten in rund 30 Ländern für die Abwicklung weltweiter Projekte
Osteuropa & Russland Europa & Afrika Amerika
2
DB Engineering & Consulting
Katar Naher/ Mittlerer Osten
AsienPazifik
DB Engineering&Consulting GmbH Regionen und Standorte In Deutschland 7 Inlandsregionen mit 128 Standorten – vor Ort bei unseren Kunden
Ost
Nord
West
Südost
Mitte
Südwest
3
DB Engineering & Consulting
Süd
DB Engineering&Consulting GmbH - Erfahrungen
Etihad Rail DB Operations LLC, VAE
Machbarkeitsstudie für das Eisenbahnnetz; Organisatorischer und personeller Aufbau des Infrastrukturbereichs im ERDB-Joint Venture; Begleitung der Funktionstests; Management für den Testbetrieb; Überführung in den Regelbetrieb
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
DB Engineering&Consulting GmbH - Erfahrungen
Haramain High-Speed Rail Project, Saudi-Arabien
Planprüfung, Bauüberwachung und Baustellenleitung für die 450 km lange, zweigleisige Strecke mit 5 Bahnhöfen; Überwachung der Herstellung der 35 HGV-Triebzüge
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
Ablauf
DB2020 - Technikstrategie
NeuPro, KISA, bbIP – ein Überblick
Digitale Leit- und Sicherungstechnik - NeuPro
Übertragungsnetz bbIP und Verschlüsselung KISA
Fragen und Antworten
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
DB2020 – Technikstrategie - Digitalisierung
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
DB2020 – Technikstrategie - Wettbewerbsfähigkeit Herausforderungen für Wettbewerbsfähigkeit Wettbewerbsfähige Kosten Die Kosten der Schiene sind in den letzten Jahren stärker angestiegen als die der Straße Infrastrukturkosten machen 15% bis 40% der Gesamtkosten der Transporteure aus. Ein Großteil davon entfällt auf Trassenpreise
Sicherheit
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Die LST Infrastruktur besitzt heute einen der höchsten Sicherheitsstandards Europas
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Qualität
Leit- und Sicherungstechnik (LST) ist aufgrund veralteter Infrastruktur und hoher Technikvielfalt ein wesentlicher Treiber für Verspätungen
Demographiefestigkeit
Ohne weitere Gegensteuerung reduziert sich in den kommenden 10 Jahren aus Alters- und Fluktuationsgründen die Anzahl der Stellwerkspersonale und LST-Instandhalter signifikant
DB2020 – Technikstrategie – Stellwerke Bestand
Σ 233.000 Von den 233.000 Stelleinheiten sind heute
ESTW:
bereits 83.000 Stelleinheiten in ESTW
83.000 Mithin heute 150.000 Stelleinheiten in Alttechnik,
davon abzuziehen
Alttechnik: 150.000
18.000 Stelleinheiten im Rahmen geplanter
Geplanter Umbau
Stellwerksprojekte bis 2018 und Umsetzung in ETCSund Großprojekten mit Non-LuFV Finanzierung
-18.000
Nicht umzubauen
15.000 Stelleinheiten nicht umzubauende Anlagen:
verpachtet, in örtlichen Anlagen oder Teil von OptiSA
-15.000
Umbaubedarf 2018+
Mithin ergibt sich eine Umbaumenge der Alttechnik
117.000
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von 117.000 Stelleinheiten für 2018+
DB2020 – Technikstrategie - Ziele
Unser Ziel Reduzierung der Technikstandorte von ca. 3000 auf ca. 200 – 300 Standardisierte Technikstandorte Trennung von Informations- und Energieversorgung Integration von LST-, TK- und Energienetzen Flexibilisierung der Infrastruktur
Schaffung von Redundanzen Durchgehende zukunftssichere Schnittstellenstandards Zentrale, prognostische Diagnose 10
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DB2020 – Technikstrategie - Projekte NeuPro: Neue Produktionsverfahren
Entwicklung neuer Stellwerkstechnik mit standardisierten Schnittstellen
Ein zentraler Stellwerkskern
Firmenneutrale Signale mit standardisierten Schnittstellen
Reduzierung Cu-Stammkabel (Sonderlösungen)
Standardisierte Netzwerkverkabelung im Feld
KISA: Kommunikations Infrastruktur für Sicherheitsrelevante Anwendungen
Verschlüsselung zur Übertragung in offenen Netzen
Standardisierte Schnittstellen
Automatisches Schlüsselmanagement
bbIP: bahnbetriebliches IP-Netz
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Auf Ethernet und IP basierendes Transportnetz
Kernnetz – verbindet alle Regionalbereiche (7 Stück)
Regionalnetz – verbindet alle Zugangsnetze der Region
Zugangsnetz – stellt den Zugang in den Betriebsstellen bereit (Access)
Reduzierung des Aufwands von Wartung/ Instandsetzung
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Ablauf
DB2020 - Technikstrategie
NeuPro, KISA, bbIP – ein Überblick
Digitale Leit- und Sicherungstechnik - NeuPro
Übertragungsnetz bbIP und Verschlüsselung KISA
Fragen und Antworten
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi | 16.01.2017
Digitale LST/ NeuPro/ KISA/ bbIP - Übersicht Heute
Zukünftig Sicherheitscenter
Betriebszentrale
Unterzentrale
ESTW-BUS ESTW-A
Security Gateway 64kbit/sec – 2 Mbit/sec
Management DSTW
TKÜbertragungs netz
Block ESTW-A
ESTW-A
Alt-Stw
GFK
Bedienplatz
GFK
LST-Daten
Feldnetz
Alt-Stw
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Ablauf
DB2020 - Technikstrategie
NeuPro, KISA, bbIP – ein Überblick
Digitale Leit- und Sicherungstechnik - NeuPro
Übertragungsnetz bbIP und Verschlüsselung KISA
Fragen und Antworten
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DB Engineering & Consulting GmbH | Olaf Matthäi und Christian Hünefeld | 12.09.2016
Digitale LST/ NeuPro – einheitliche Technik je Netzbezirk Netzbezirk mit heterogener Bestandstechnik:
Netzbezirk mit digitaler LST
Technikhebel
Beispielhaft: 3 Stellwerke Typ: DrucktastenBedienung (Baujahr: 1976)
Typ: RechnerBedienung (Baujahr: 1993)
Typ: Mechanische Hebel (Baujahr: 1936)
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Einheitliche(s)
Bedienplätze
Standardisierte, offene Schnittstellen
Weichenantriebe
Trennung von Energie und Daten (Limitierung der Stellentfernung entfällt)
Signalsystem
BÜ-Technik
Einheitlicher, flexibler Bedienplatz, StandardHardware
Herstellerunabhängige Planung (PT 1)
Zentraler Technikstandort
Diagnosefähigkeit
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Keine Limitierung in der Stellentfernung
Digitale LST/ NeuPro – einheitliche Technik je Netzbezirk
Kostentreiber
Situation heute
Morgen – Potenziale durch Digitale LST Geringere Anzahl
Technikvielfalt
Anzahl Standorte
50% aller Netzbezirke mit >5 STW-Techniken
Einheitliche Technik je Netzbezirk
Über 3.000
Deutlich reduziert auf 160 – 200
Stellwerkspersonale erforderlich Vereinfachte,
günstigere Instandhaltung (IH) Geringerer Invest je
Kosten Rollout
Vollerneuerung ESTW: 106 Tsd. EUR/Stelleinheit
Durch Wettbewerb: 83 Tsd. EUR/Stelleinheit
Stelleneinheit Markthebel:
Qualifizierung
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IH und Betrieb: 5 Jahre zusätzlich zur Ausbildung
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Durch einheitliche Technik: 2 Jahre zusätz-lich zur Ausbildung
Wettbewerbssteigerung
Digitale LST/ NeuPro – Entwicklungsschritte
Entwicklungsschritte des DSTW bis zur Serienreife
Referenzimplementierung Umsetzung einzelner Schnittstellen
Gleichmäßige Beteiligung aller Hersteller NTZ-Prozess für Lastenhefte und
Produkte Projekte (SCI-): (Schnittstellen)
LX: Friedrichshafen/Lindaunis RBC: Neuwiederitzsch ILS: Kreiensen/Naensen TDS, PM, LS: Annaberg-Bucholz
Erprobung weiterer technischer
Innovationen
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Aktuell sind fünf Vorserien-Projekte in
der Vergabe
„Proof of concept“
– – – –
Vorserie
Umsetzung aller DSTW-Schnittstellen in
einem Projekt Zentraler Technikstandort Produktzulassungen für Serien-Rollout
erlangen Dezentrale Stromversorgung Diagnose Pilotierung Umbaukonzepte Schaffung von Planungsgrundlagen
SCI – Standard Communication Interface SCI-AZA: Schnittstelle zum Achszählrechner SCI-RBC: Schnittstelle zum ETCS RBC SCI-CC: Schnittstelle zum integrierten Bedienplatz, zu ZN/ZL und Doku SCI-ILS: Schnittstelle zum Nachbarstellwerk (Block) SCI-LX: Schnittstelle zum BÜSA FSÜ SCI-POP: Schnittstelle zur Stromversorgung SCI-LS: Schnittstelle zum Lichtsignal
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Serie Optimierung der Bauprozesse Erzielung eines Mengeneffektes aus
Bündelung Überführung Planungsgrundlagen in
Regelwerk Projekte von I.NP-x Runde bestätigt
Digitale LST/ NeuPro – Referenzimplementierung Ebene 1
Integriertes Bediensystem
Projekt Göttingen SCI-CC 12/2018
Ebene 2
RBC
ESTW Neuwiederitzsch VDE 8 SCI-RBC
10/2015
ESTW Kreinsen/ Naensen
DSTW**
SCI-ILS 12/2015
DSTW**
Ebene 3
SCI-LX
SCI-PM
SCI-LS
SCI-TDS
SCI-I/O
12/2016* / 12/2018
12/2016
10/2013
12/2016
12/2018
Bahnübergäng e
Weichen
Lichtsignal e
Gleisfreimeldeanlage n
I/O
Friedrichshafen/Lindaunis
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Projekt Annaberg Buchholz
Projekt Harz-Weser
Digitale LST/ NeuPro – Übersicht der Elemente DiB - Bedienplatz
Sicherheitscenter (PKI, NTP, DNS LST)
NOC (Diagnose, Management)
LST/ DBMAS
bbIP
Technikstandort (ESTW-ZE/ DSTW ESTW-ZE
LST Doku,
Firewall
ETCS (RBC)
DBMAS
ZMA, ZL
GFK
bbIP BÜSA FSÜ
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Nachbarstellwerk (Block)
Digitale LST/ NeuPro – Implementierung, Phasenplan
2009 bis heute
heute
Ausschreibungsfähigkeit Vorserie und Systemführerschaft DB
Digitale Plug&Play
Gesamtsystemarchitektur entwickeln
Betriebliche Lastenhefte und
Systemarchitektur in anfragefähige Lastenhefte bis auf Komponentenlevel herunterbrechen
Entwicklungs- und
Zulassungsstrategie in Vorserienprojekten entwickeln und vergabefähig operationalisieren
Industriekooperation strukturieren und absichern
Projektstrukturen und –methoden absichern
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2016 bis 2020 System serienreif entwickeln und zulassen
Systemspezifikation serienfähig
ausdetaillieren – Aktivitäten der Industrie und Plug&Play Abstimmungen als Systemführer steuern – Lastenhefte in serienfähige Pflichtenhefte überführen, Serienlastenhefte erstellen Realisierung in den Vorserienprojekten
sicherstellen – Planung, Bau und Umsetzung steuern Zulassung sicherstellen
– Gesamtsystem und Komponenten zulassen Serienprozess vorbereiten („Serienfabrik
DSTW) – Standardisierter „Ende-zu-Ende“ Prozess von Ausschreibung bis Abnahme / Gewährleistung
DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi| 16.01.2017
Ab 2020 DSTW in Serie bauen – DSTW Fabrik läuft DSTW in Serie nach
industriellem Standardvorgehen bauen
Digitale LST/ NeuPro – Sicherstellung Wettbewerbsfähigkeit Lösungsbeitrag Infrastruktur durch Rollout Digitale LST
Wettbewerbsfähige Kosten Kostenpotenzial durch Digitalisierung der
LST
Sicherheit Durch konzertierten Rollout wird
modernste Sicherheitstechnik netzweit und schnellstmöglich ausgerollt
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Qualität Technologiesprung ermöglicht
schnellen Rückstau-Abbau und dadurch signifikanten Pünktlichkeitseffekt
Demographiefestigkeit Technologiesprung senkt
Personalbedarf und hilft, alters- und fluktuationsbedingte Reduzierung der Stellwerkspersonale und LST-Instandhalter zu kompensieren
Digitale LST/ NeuPro – Baubeginn der Netzbezirke
Baubeginn 2020
Baubeginn 2024
Baubeginn 2028
Baubeginn 2032
In 2020 startet der Netzbezirksumbau auf die digitale LST (Saarbrücken, Minden, Rostock und Neustadt (Holstein)) Die weiteren Jahreszeitpunkte sind exemplarisch gewählt, da in jedem Jahr ein Baubeginn von Netzbezirken anvisiert wird, um den durch Zukunft Bahn vorgegebenen Mengenhochlauf realisieren zu können
Die gezeigte Entwicklung basiert auf dem momentanen Ranking und kann daher in den Folgejahren noch variieren 22
DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi| 16.01.2017
Ablauf
DB2020 - Technikstrategie
NeuPro, KISA, bbIP – ein Überblick
Digitale Leit- und Sicherungstechnik - NeuPro
Übertragungsnetz bbIP und Verschlüsselung KISA
Fragen und Antworten
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DB Engineering & Consulting GmbH | Olaf Matthäi und Christian Hünefeld | 12.09.2016
KISA/ bbIP: wie war es bisher? – Security Gateway BZ – UZ-Verbindung nach Ril 819.0721 (aus dem Jahre 2008)
Security Gateway ist abgekündigt
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi| 16.01.2017
KISA/ bbIP: wie war es bisher? – Ansicht Security Gateway DS64 kbit/sec Modem Schlüsselkarte in Kryptobox
Datendose = Schnittstelle LST / TK
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi| 16.01.2017
KISA/ bbIP: wie war es bisher? ESTW-BUS
ESTW-BUS: z.B. Planungsrichtlinie SIEMENS ESTW-BUS Erstweg
ESTW-BUS Zweitweg
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DB Engineering & Consulting GmbH | Andreas Freese und Olaf Matthäi| 16.01.2017
KISA/ bbIP: wie war es bisher? Übertragungstechnik SDH
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KISA/ bbIP: was ist neu? - Übersicht Moderne Schnittstellen mit höheren Datenraten
Redundantes
Ethernet IEEE 802.3 (statt PDH/SDH)
Sicherheitscenter
10/100/1000 Mbit/sec (statt 64 kBit oder 2 Mbit/sec) IP Adressierung IETF RFC
Kein manueller Schlüsselaustausch (für SG) mehr
Bedienplatz DSTW
Automatische Schlüsselverteilung Redundante Sicherheitscenter
Bahnbetrieb -liches IP Netz
Zentrales Management (statt regionale Verwaltung) Kein proprietäres LST-Netz mehr Strukturierte Verkabelung bis zum Objektcontroller (EN 50173) auch in der Feldebene
GFK
GFK
Noch zu lösende Probleme Zuständigkeiten LST/TK
Feldnetz
Dezentrale Stromversorgung OC Alt-Stw
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Zulassungen/ Freigaben/ Genehmigungen
bbIP - Grundlagen bbIP = bahnbetriebliches IP-Netz Nur für betriebliche Anwendungen der DB Netz AG (keinen Bürokommunikation, kein IP-
BASA) bbIP-Netze Kernnetz (BZ Berlin – BZ Frankfurt – BZ Hannover, NOC Berlin, NOC Frankfurt) Regionalnetze Zugangsnetze Layer 1 und 2: Ethernet IEEE 802.3 10/100/1000BASE (Fast und Gigabit Ethernet) Strukturierte Verkabelung (Richtlinie 53 DB Systel, EN 50173) Layer 3 und 4: TCP/IP Switche, Router, Protokolle nach IETF RFC
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bbIP: Ethernet/ IP – ISO/OSI Schichtenmodell
IP (IETF RFC)
Ethernet (IEEE 802.3)
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bbIP: Strukturierte Verkabelung Richtlinie 53 „Passive Netzwerkinfrastruktur“
EN 50173 – Multimode-LWL (OM)
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KISA/ bbIP: Ethernet/ IP Grundlagen – Strukturierte Verkabelung EN 50173 – Monomode-LWL (OS)
100BASE-FX ist nur für Multimode definiert 1000BASE-LX ist für maximal 5000 m definiert CISCO nutzt 1000BASE-ZX proprietär für ca. 80 km 32
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bbIP: Struktur Frankfurt/Main
Kernnetz
Berlin
Bedienplatz, Schlüsselverwaltung Hannover
Feldebene
Zugangsnetz
Regionalnetz
Bedienplatz, Diagnose, DBMAS
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LST
Braunschweig
Göttingen
Northeim
LST, Diagnose, DBMAS
Kreiensen
SZ-Drütte
LST, Diagnose, DBMAS
LST, Diagnose, DBMAS
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KISA/ bbIP: was ist neu? - KISA KISA = Verschlüsselungs-
Infrastruktur für den Bahnbetrieb Geplant für Ablösung SG-
Verbindung BZ – Unterzentrale Basiert auf standardisierten und
anerkannten Verfahren EBA zugelassen für SG-
Verbindungen Geplant für Verschlüsselung aller
„NeuPro-Teilnehmer“ KISA-Infrastruktur KSC – KISA-Sicherheitscenter
(redundant) KISA-Module (im Steuerbezirk, in
Unterzentrale/ DSTW, im Gleisfeld)
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Punkt-zu-PunktVerbindungen
ebene (1)
Verschlüsselung von
Ebene (2)
Ebenen angeordnet
Center 1
Steuerbezirks-
KISA-Module sind in
KISA-Sicherheits
DSTW/ UZ-
KISA-Struktur
KSC-Ebene
KISA- Struktur Management
Steuerbezirk
KISA-Sicherheits Center 2
Management
Bedienplatz
zugelassen
DSTW/ UZ
DSTW/ UZ
DSTW/ UZ
Management-Datenfluss
35
Feldebene (3 und 4)
LST-Datenfluss
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in Erprobung
Alt-Stw
KISA – Verschlüsselung, Security Level
KISA Modul Security Level 1 LST Applika tion
PoS LST
KISA Modul Security Level 1 PoS TK
TK-Übertragungsnetz
PoS Tk
KISA Router
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PoS LST
LST Applika tion
KISA Modul Security Level 2 PoS TK
PoS LST
KISA Router
LST Applika tion
KISA Router
KISA Modul Security Level 2 LST Applika tion
PoS LST
TK-Übertragungsnetz
Kryptobox
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PoS TK
Kryptobox
KISA Router
KISA/ bbIP: was ist neu? - KISA KSC
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KISA/ bbIP: was ist neu? - KISA KISA-Module
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Ablauf
DB2020 - Technikstrategie
NeuPro, KISA, bbIP – ein Überblick
Digitale Leit- und Sicherungstechnik - NeuPro
Übertragungsnetz bbIP und Verschlüsselung KISA
Fragen und Antworten
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Bewerbungsmöglichkeiten
Auslandsvakanzen der der DB Engineering & Consulting GmbH finden Sie über unsere Homepage und die hinterlegte Karriereseite.
http://www.db-engineering-consulting.de/db-ecde/start.html
http://www.db-engineering-consulting.de/db-ecde/karriere_ausbildung/jobs_weltweit/
*Screenshot Karriere DB E&C
41
DB Engineering & Consulting GmbH
*Screenshot DB E&C
DB Engineering&Consulting GmbH im Konzern der DB AG
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